Masten Space Systems era una empresa emergente de fabricación aeroespacial en Mojave, California (anteriormente en Santa Clara, California ) que estaba desarrollando una línea de cohetes de despegue y aterrizaje vertical (VTVL), inicialmente para vuelos espaciales suborbitales de investigación sin tripulación y, finalmente, destinados a apoyar Lanzamientos de vuelos espaciales orbitales robóticos .
En 2020, la NASA otorgó a Masten un contrato para una misión de módulo de aterrizaje lunar; La NASA debía pagarle a Masten 75,9 millones de dólares para que construyera y lanzara un módulo de aterrizaje llamado XL-1 para llevar las cargas útiles de la NASA y otros clientes al polo sur de la Luna. Masten Mission One habría sido el primer vuelo espacial de Masten; su lanzamiento estaba previsto para noviembre de 2023. [1]
La empresa se acogió al Capítulo 11 de la ley de quiebras en julio de 2022, [2] y posteriormente fue adquirida por Astrobotic Technology en septiembre de 2022. [3]
Masten Space Systems era una empresa de cohetes con sede en Mojave, California , que estaba desarrollando una línea de naves espaciales VTVL reutilizables y hardware de propulsión de cohetes relacionado.
Masten Space Systems compitió en el premio X de la NASA y Northrop Grumman Lunar Lander Challenge en 2009, ganando el segundo premio de nivel uno de 150.000 dólares estadounidenses [4] [5] y el primer premio de nivel dos de 1.000.000 de dólares estadounidenses. [6] [7] El 2 de noviembre de 2009, se anunció que Masten Space Systems había ganado el primer lugar en la categoría de nivel dos, con Armadillo Aerospace en segundo lugar. [8] [9]
Masten Space Systems fue seleccionada para la iniciativa Lunar CATALYST de la NASA el 30 de abril de 2014. [10]
Masten fue aceptado para hacer una oferta para el programa de Servicios Comerciales de Carga Lunar (CLPS) de la NASA el 29 de noviembre de 2018. Masten propuso a la NASA que Masten desarrollaría un módulo de aterrizaje lunar llamado XL-1 para llevar carga útil científica a la Luna. La NASA aceptó esta propuesta para ser evaluada, si se desarrollaría o no, como parte del programa CLPS. Posteriormente, la NASA elegiría cuál de las ofertas realizadas para el programa CLPS por las distintas empresas elegibles para ofertar por CLPS la agencia eventualmente financiaría para el desarrollo. [11]
El 8 de abril de 2020, se anunció que la NASA había seleccionado la oferta CLPS de Masten para su desarrollo. La NASA otorgó a Masten un contrato de 75,9 millones de dólares para construir, lanzar, aterrizar y operar su módulo de aterrizaje lunar XL-1. El módulo de aterrizaje llevaría carga útil de la NASA y otros clientes al polo sur de la Luna. Masten Mission One, el primer módulo de aterrizaje XL-1, estaba programado para lanzarse en noviembre de 2023. [1]
Masten Space Systems se acogió al Capítulo 11 de la ley de bancarrotas el 28 de julio de 2022. [2] Los activos de la compañía fueron comprados por 4,5 millones de dólares por Astrobotic Technology el 8 de septiembre de 2022, quien continúa operando los vehículos de prueba de la compañía. [3] [12]
El Xombie de Masten (modelo XA-0.1B) ganó el segundo premio de 150.000 dólares estadounidenses en la competencia de nivel uno del Lunar Lander Challenge el 7 de octubre de 2009 con una precisión de aterrizaje promedio de 16 centímetros (6,3 pulgadas). [5]
El objetivo principal de estos dos aviones era demostrar un vuelo estable y controlado utilizando un sistema GN&C desarrollado internamente en Masten. El XA-0.1B originalmente presentaba cuatro motores con un empuje de 1000 libras de fuerza (4 kN), pero se convirtió en la primavera de 2009 para funcionar con un motor de 750 libras de fuerza (3 kN) de empuje. [13] En octubre de 2009, el motor cohete de oxígeno líquido y alcohol isopropílico enfriado regenerativamente funcionaba a alrededor de 900 libras de fuerza (4 kN). [14]
XA-0.1B, apodado "Xombie", voló libre por primera vez el 19 de septiembre de 2009, [15] y calificó para el segundo premio de nivel uno del Lunar Lander Challenge de 150.000 dólares el 7 de octubre de 2009. [16]
En octubre de 2016, la NASA informó que utilizaba Xombie para probar el sistema de visión de aterrizaje (LVS), como parte de las tecnologías experimentales del banco de pruebas de vuelo motorizado de descenso y ascenso autónomo (ADAPT), para el aterrizaje de la misión Mars 2020 . [17]
Hasta el 7 de marzo de 2017 [actualizar], Xombie había volado 224 veces. [18]
El Xoie de Masten (modelo XA-0.1E) ganó el premio de nivel dos de 1.000.000 de dólares estadounidenses del Lunar Lander Challenge el 30 de octubre de 2009. Vencieron a Armadillo Aerospace por poco más de 24 pulgadas (610 mm) de precisión total de aterrizaje, con una precisión promedio de aproximadamente 7,5 pulgadas (190 mm) en los dos aterrizajes en el vuelo de competencia de ida y vuelta. [7] [19]
Xoie tenía un marco de aluminio y presentaba una versión del motor de empuje de 750 libras de fuerza (3 kN) de Masten que producía alrededor de 1000 libras de fuerza (4 kN) de empuje. "Xoie", como se apodó a la nave, calificó para el nivel dos del Lunar Lander Challenge el 30 de octubre de 2009. [20]
El vehículo de lanzamiento reutilizable Xaero era un cohete de despegue y aterrizaje vertical (VTVL) [21] que estaba siendo desarrollado por Masten en 2010-2011. Se propuso a la NASA como un posible vehículo de lanzamiento suborbital reutilizable (sRLV) para transportar cargas útiles de investigación en el marco del Programa de Oportunidades de Vuelo de la NASA (inicialmente conocido como programa de Investigación Suborbital Reutilizable Comercial/CRuSR), proyectando 30 kilómetros (19 millas) de altitud en vuelos iniciales de de cinco a seis minutos de duración, mientras lleva una carga útil de investigación de 10 kilogramos (22 libras). [21] Fue propulsado por el motor cohete Cyclops-AL-3 de 1.150 libras de fuerza (5,1 kN) que quemaba alcohol isopropílico y oxígeno líquido . [22] [23]
El primer vehículo de prueba Xaero realizó 110 vuelos de prueba antes de ser destruido en su vuelo 111. Durante el vuelo récord [24] del 11 de septiembre de 2012, una válvula del motor se quedó abierta durante el descenso, y esto fue detectado por el sistema de control. Tal como se diseñó, el sistema de terminación de vuelo se activó, destruyendo el vehículo antes de que pudiera crear un problema de seguridad de alcance. [25] El vuelo de prueba final tenía como objetivo probar el vehículo con cargas de viento y altitudes más altas, volando a una altitud de un kilómetro mientras se probaban los controles de vuelo a velocidades de ascenso y descenso más altas antes de regresar a un punto de aterrizaje preciso. El ascenso y la parte inicial del descenso fueron nominales, antes de que se atascara la válvula del acelerador, lo que provocó la terminación del vuelo antes del aterrizaje de precisión planificado. [24]
Xaero-B fue una continuación de Xaero con la capacidad de alcanzar 6 kilómetros (3,7 millas) de altitud con el motor encendido en todo momento. Xaero-B medía entre 15 y 16 pies de altura, mientras que Xaero medía 12 pies de altura. Xaero-B realizó pruebas de fuego caliente y vuelos de prueba. [26] [27] Se habría utilizado para la mayor parte de los vuelos de investigación hasta altitudes iniciales entre 20 kilómetros (12 millas) y 30 kilómetros (19 millas). [28] El vehículo ha sido retirado de servicio debido a daños en un vuelo de prueba en abril de 2017. Voló 75 veces. [29]
El Xodiac era un cohete VTVL introducido en 2016. [26] [30] [31] Presentaba propulsor LOX / IPA alimentado a presión y un motor enfriado de forma regenerativa. Los vuelos podrían simular un aterrizaje en la Luna o Marte. [32] Vídeo de Xodiac realizando pruebas de flujo de aire en vuelo Cuerdas Tuft. [33]
Xogdor era un vehículo VTVL que Masten planeaba presentar en 2023. Como sexto banco de pruebas VTVL desarrollado en Masten, Xogdor habría mejorado el trabajo realizado con Xodiac y habría probado tecnologías de descenso y aterrizaje a velocidades de hasta 447 mph (719 km/h). . [34]
Xeus (pronunciado Zeus) era un demostrador de módulo de aterrizaje lunar de despegue y aterrizaje vertical. Xeus estaba formado por una etapa superior Centaur (de United Launch Alliance ) con motor principal RL-10 al que se le han añadido cuatro propulsores verticales Katana. Se estimó que Xeus podría aterrizar en la Luna con una carga útil de hasta 14 toneladas (revisada a 10 toneladas) cuando se usa la versión prescindible o 5 toneladas de carga útil cuando se usa la versión reutilizable. [35]
El Centauro dañado en el demostrador Xeus lo limitó a vuelos terrestres. Las versiones de producción tendrían que haber sido fabricadas sin fallas y certificadas para operaciones espaciales. También podría haber sido necesaria la calificación humana. United Launch Alliance , proveedor del Centaur, se refirió a Xeus como una abreviatura de eXperimental Enhanced Upper Stage . Se proporcionan más detalles del diseño propuesto en el artículo "Experimental Enhanced Upper Stage (XEUS): un sistema de aterrizaje grande asequible". [36]
Es probable que cada una de las Katanas utilizadas en un módulo de aterrizaje Xeus produzca 3500 libras de fuerza (16 kN) al realizar un aterrizaje horizontal. [37] En diciembre de 2012, Masten demostró su motor totalmente de aluminio de 2.800 libras de fuerza (12 kN) con refrigeración regenerativa, el KA6A. [38]
La charla en este video anunció el Xeus y también mostró el vehículo de exploración espacial de la NASA con sus dos astronautas como una posible carga útil para el XEUS. [35]
El 30 de abril de 2014, la NASA anunció que Masten Space Systems era una de las tres empresas seleccionadas para la iniciativa Lunar CATALYST . [10] La NASA firmó un Acuerdo de Ley Espacial (SAA) sin financiación con Masten en septiembre de 2014. El SAA dura hasta agosto de 2017, tiene 22 hitos y exige una "demostración de extremo a extremo de hardware y software que permita un módulo de aterrizaje comercial en el Luna." [39]
En diciembre de 2015, United Launch Alliance (ULA) planeaba actualizar el cuerpo principal del XEUS de una etapa superior Centaur a la etapa evolucionada criogénica avanzada (ACES) que estaban desarrollando, aumentando significativamente la carga útil. [40] [41] Masten Space tenía la intención de incorporar la experiencia del desarrollo de la familia XL de módulos de aterrizaje de carga a la familia de módulos de aterrizaje XEUS. [42]
En agosto de 2016, el presidente y director ejecutivo de ULA dijo que ULA tenía la intención de evaluar humanamente tanto al Vulcan como al ACES. [43]
XEUS fue cancelado en julio de 2018. [44]
El XL-1 era un pequeño módulo de aterrizaje lunar de carga que Masten estaba desarrollando como parte del programa Lunar CATALYST (SAAM ID 18250). [10] [45] Cuando estaba propulsado por MXP-351, el XL-1 fue diseñado para aterrizar cargas útiles de 100 kilogramos (220 lb) en la superficie de la Luna. [46]
En agosto de 2017, Masten Space esperaba que el XL-1 tuviera cuatro motores principales que se estaban creando prototipos en el XL-1T y una masa húmeda de aproximadamente 2.400 kilogramos (5.300 libras). [47] [42]
El 11 de octubre de 2016, Masten Space tuiteó un vídeo que mostraba la prueba de disparo de su nueva combinación bipropulsor, denominada internamente MXP-351. La prueba utilizó un motor existente con un inyector experimental, el primer 'Machete', que producía un empuje de 225 libras fuerza (1,00 kN). Continuó el desarrollo de su motor lunar de regeneración impreso en 3D que utilizaría MXP-351 para aterrizar en la Luna. En marzo de 2017 [actualizar], se estaba fabricando una versión de Machete con un empuje de 1.000 libras de fuerza (4,4 kN) para el banco de pruebas terrestre del módulo de aterrizaje, denominado XL-1T. [46] [48] [49] [50]
En octubre de 2017, la NASA amplió el acuerdo Lunar CATALYST por 2 años. [51]
El 29 de noviembre de 2018, se anunció que Masten era elegible para ofertar en un contrato de Servicios Comerciales de Carga Lunar (CLPS) de la NASA . [11] Si la NASA acepta la propuesta de construcción, el aterrizaje en la Luna no se produciría antes de 2021. [52]
El 8 de abril de 2020, la NASA seleccionó a Masten para entregar ocho cargas útiles (con nueve instrumentos científicos y tecnológicos) al polo sur de la Luna en 2022 con el módulo de aterrizaje XL-1. Masten también operaría las cargas útiles, ayudando a sentar las bases para las expediciones humanas a la superficie lunar a partir de 2024. Las cargas útiles, que incluían instrumentos para evaluar la composición de la superficie lunar, probar tecnologías de aterrizaje de precisión y evaluar la radiación en la Luna. , se estaban entregando bajo la iniciativa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) de la NASA como parte del programa Artemis de la agencia . La adjudicación de 75,9 millones de dólares incluyó servicios de extremo a extremo para la entrega de los instrumentos, incluida la integración de la carga útil, el lanzamiento desde la Tierra, el aterrizaje en la superficie de la Luna y la operación durante al menos 12 días. Las cargas útiles se habían desarrollado predominantemente a través de dos solicitudes recientes de cargas útiles lunares proporcionadas por la NASA (NPLP) y cargas útiles de tecnología e instrumentos de superficie lunar (LSITP). [53]
El 26 de agosto de 2020, Masten anunció que la primera misión XL-1, Masten Mission One, sería lanzada por SpaceX , aunque en ese momento no se sabía públicamente en qué vehículo de lanzamiento SpaceX volaría. [54]
El 23 de junio de 2021, Masten anunció que el lanzamiento de Masten Mission One se había retrasado hasta noviembre de 2023 debido a problemas relacionados con la pandemia de COVID-19 . [1]
El XL-1T era un demostrador de procesos y tecnología (T)terrestre para el XL-1 y XEUS. Se estaba utilizando un banco de pruebas voladoras terrestres, ya que la falta de acceso de vehículos a los módulos de aterrizaje lunares después del lanzamiento haría que el diseño incremental y la metodología de desarrollo de pruebas de Masten fueran difíciles y muy costosos. Al igual que el XL-1, el XL-1T estaba en desarrollo en colaboración con NASA CATALYST (SAAM ID 18250). [47]
Se esperaba que el XL-1T tuviera una masa seca de 588,93 kg y una masa húmeda de 1270,68 kg, menor que la del XL-1. El vehículo tenía 4 motores principales Machete 4400 N capaces de acelerar entre 25% y 100% (4:1). El propulsor era MPX-351. La guiñada y el cabeceo se controlaban mediante estrangulación diferencial. Había 4 propulsores ACS de 22 N para controlar el balanceo. [47]
Muchas características del XL-1T se hicieron deliberadamente similares al XL-1. Estos incluían arquitectura multimotor, aviónica, software, combustible, movimiento de inercia, gestión de chapoteo y herramientas de diseño de misión. [47]
Masten recibió un contrato de 3 millones de dólares de DARPA para desarrollar el avión espacial experimental XS-1 . [55] El proyecto terminó cuando DARPA adjudicó la Fase 2 a Boeing. [56]
Además de su línea de vehículos, Masten Space Systems ofrecía comercialmente sus encendedores y motores desarrollados internamente a partes interesadas y calificadas. [57] Masten también había declarado su intención en múltiples conferencias de participar en proyectos de maduración tecnológica y prueba de concepto.
Broadsword era un motor de cohete de metano/oxígeno líquido de 25.000 libras de fuerza (110 kN) que Masten Space Systems estaba desarrollando para el gobierno de Estados Unidos. Las técnicas de fabricación avanzadas permitirían utilizar el motor para proporcionar un servicio de lanzamiento reutilizable de menor costo para el creciente mercado de lanzamiento de CubeSat y Smallsat. [58] El prototipo del motor tardó 1,5 meses en construirse y estaba hecho de aluminio. El motor constaba de 3 piezas atornilladas entre sí. [18] El motor utilizaba un ciclo expansor [60] y estaba previsto que produjera 35.000 libras de fuerza (160 kN) con una extensión de campana en el vacío. [59]
El desarrollo de una unidad de demostración de tecnología finalizó en septiembre de 2016. La campaña de pruebas en caliente concluyó con la demostración de seis arranques de motor exitosos.
A partir de 2017 [actualizar], se estaba desarrollando para la NASA una segunda unidad de desarrollo que contenía mejoras en el marco del programa Tipping Point con el objetivo de estar calificada para vuelo. [61] [ necesita actualización ]
Cutlass era un motor de cohete de metano/oxígeno líquido de 25.000 libras de fuerza (110 kN) que Masten Space Systems estaba desarrollando para el gobierno de Estados Unidos. Construido con aleación de aluminio mediante técnicas de fabricación aditiva. [62] [64] Cutlass evolucionó hasta convertirse en un motor de etapa superior prescindible de bajo costo que utiliza un ciclo generador de gas. No se otorgó una subvención SBIR de Fase 2, por lo que el desarrollo quedó en suspenso. [63]
Los motores de la clase Katana fueron diseñados para producir hasta 4000 libras de fuerza (18 kN) de empuje y ser refrigerados de forma regenerativa . Fueron diseñados para un tiempo de ejecución indefinido y una buena respuesta del acelerador. [65] Un video de la prueba de sacudida del motor Katana KA6A Regen 2800 lbf totalmente de aluminio quemando LOX/IPA ( alcohol isopropílico ). [66]
Machete era el nombre de una familia de diseños de motores de cohetes aceleradores que Masten Space Systems estaba desarrollando para permitir que su módulo de aterrizaje lunar XL-1 aterrizara en la Luna. Los motores del cohete Machete quemaron la combinación de propulsor hipergólico almacenable no tóxico MXP-351. El primer Machete tenía un diseño de inyector experimental que se utilizó para probar el MXP-351 en 2016, produciendo un empuje de 225 lbf. En marzo de 2017 [actualizar], Masten estaba modificando el diseño para que los motores se fabricaran de forma aditiva con cámaras de empuje refrigeradas regenerativamente. Los motores Machete se estaban ampliando para producir 1000 lb de empuje para una versión de banco de pruebas terrestre denominada (XL-1T). [46]
MXP-351 era el nombre interno de Masten Space para una combinación bipropulsora de encendido automático inventada para alimentar sus pequeños módulos de aterrizaje lunar. A diferencia del bipropelente tradicional NTO/MMH , los dos propulsores químicos del MXP-351 eran más seguros de manejar porque no son tóxicos. El bipropulsor también podría almacenarse a temperatura ambiente, a diferencia del oxígeno líquido y el hidrógeno líquido. La combinación hipergólica tuvo un ISP de 322 segundos. La vida útil del MXP-351 antes de su uso se estaba sometiendo a estudios a largo plazo, pero se esperaba que fuera de algunos años. Las menores restricciones operativas podrían haber permitido una reducción de los costos operativos recurrentes. [49] [46] [67] [68] [69]
Masten Space utilizó precauciones similares al manipular MXP-351 a las utilizadas para HTP ( peróxido de alta prueba ). Estos incluían el uso de ropa protectora contra salpicaduras y un respirador químico simple. [67] [70] Afirmaron que los derrames podrían rectificarse diluyéndolos con agua y enjuagándolos. [46]
Masten Space Systems iba a lanzar una misión de aterrizaje lunar llamada Masten Mission One o MM1 en noviembre de 2023, utilizando un vehículo de lanzamiento SpaceX Falcon 9 o Falcon Heavy . Iba a tener un conjunto de cargas útiles para la NASA . [1]
En la competencia de Nivel Uno, Armadillo Aerospace anteriormente obtuvo el primer premio de 350.000 dólares en 2008. Masten Space Systems calificó para el segundo premio restante el 7 de octubre de 2009, con una precisión de aterrizaje promedio de 16 cm.
Este año no hubo ningún otro vuelo de Nivel Uno que calificara, por lo que el equipo de Masten recibirá el premio del segundo lugar de $150,000.
Con sólo unos pocos días restantes en el período de competencia de 2009, Masten Space Systems de Mojave, California cumplió con éxito los requisitos de Nivel Dos para los Desafíos del Centenario - Lunar Lander Challenge y, al registrar la mejor precisión promedio de aterrizaje, ganó el primer premio de $1,000,000. .
Los vuelos se realizaron con su vehículo "Xoie" (XA-0.1E) el 30 de octubre en el Puerto Aéreo y Espacial de Mojave.
Armadillo Aerospace, líder desde hace mucho tiempo en los esfuerzos del Lunar Lander Challenge, fue el primer equipo en calificar para el premio de Nivel Dos con vuelos exitosos el 12 de septiembre en Caddo Mills, Texas.
La precisión promedio del aterrizaje determina qué equipos recibirán el primer y segundo lugar.
La precisión promedio de los vuelos de Armadillo Aerospace fue de 87 cm.
pero el equipo de Masten logró una precisión de 19 cm, lo que los llevó al primer lugar.
Armadillo Aerospace recibirá el premio del segundo lugar de 500.000 dólares.
Dejándolo para el último minuto, el equipo de Masten Space Systems ha hecho un esfuerzo de remontada para ganar el premio de 1 millón de dólares después de volar con éxito su módulo de aterrizaje lunar la semana pasada.
El equipo voló una nueva nave, llamada Xoie, para calificar para el nivel 2 del Desafío Northrop Grumman Lunar Lander Challenge... con más de 1000 libras de empuje... logró hacer el viaje de ida y vuelta con una precisión de aterrizaje promedio de aproximadamente 7,5 pulgadas.
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